BENTLEY軟件在呼十項目路橋施工過程中的應用點

馬海龍

(黑龍江省路捷交通設施有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

我國建筑行業近些年來發展迅速，其不僅在建筑規模和建筑質量方面有了很大的提高，在高新技術的應用上同樣成績斐然。BIM技術就是一種在近些年才被應用在我國建筑工程當中的技術，BIM技術目前大部分都應用在企業競標的過程中，通過BIM技術可以讓招標企業更加詳細直觀地對設計方案進行了解從而在競標當中取得一定的優勢，實際上BIM技術在工程施工中同樣有著極為重要的作用，只要能夠合理地在工程施工中應用BIM技術就能夠在最大程度上提高建筑企業的工程效率，降低企業的工程成本。

1 BIM軟件的種類

現在主流的BIM軟件也有許多不同的種類，主要分四個門派。

(1)Autodesk公司的Revit建筑、結構和機電系列，在民用建筑市場借助AutoCAD的天然優勢，有相當不錯的市場表現。

(2)Bentley建筑、結構和設備系列，Bentley產品在工廠設計(石油、化工、電力、醫藥等)和基礎設施(道路、橋梁、市政、水利等)領域有無可爭辯的優勢。

(3)Nemetschek公司的ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三個產品，其中，國內同行最熟悉的是ArchiCAD，屬于一個面向全球市場的產品，應該可以說是最早的一個具有市場影響力的BIM核心建模軟件，但是在中國由于其專業配套的功能(僅限于建筑專業)與多專業一體的設計院體制不匹配，很難實現業務突破。

(4)Dassault公司的CATIA是全球最高端的機械設計制造軟件，在航空、航天、汽車等領域具有接近壟斷的市場地位，應用到工程建設行業無論是對復雜形體還是超大規模建筑其建模能力、表現能力和信息管理能力都比傳統的建筑類軟件有明顯優勢。

2 BENTLEY軟件特點

Bentley軌道交通解決方案，為用戶搭建一個三維協同工作環境，一改以往的串聯工作方式，各專業以并行方式發生交互，極大地提升了工作的效率。統一的數據格式和協作機制，可以確保各專業的數據流暢互用。用戶不再為數據丟失而煩惱。Bentley解決方案多專業覆蓋以及全流程覆蓋，可以讓用戶省去很多不必要的花費，不需要借助第三方軟件和團隊進行模型渲染于動畫展示，只需要將模型導入LumenRT即可完成這些工作。

(1)數據格式的統一、兼容性強：Bentley解決方案基于MicroStation圖形平臺，擁有統一的數據格式，即DNG。各專業成果在互用流轉環節，不存在不兼容及信息丟失問題。同時，Bentley兼容市面上的主流CAD軟件格式，可以直接打開和保存DWG格式。

(2)專業工具齊全：Bentley解決方案涵蓋了地鐵設計中的線路、軌道、路基、車站建筑、高架結構、地下結構、暖通、給排水、供電、通信、信號等大部分專業，各專業有專門的工具軟件或模塊，無需借助二次開發商提供的插件，就可以解決專業問題。

(3)成果復用性高：基于Bentley解決方案的設計成果，通過不斷地深化，可復用性工程建設的全壽命周期。無論是規劃階段、初設階段、詳設階段、詳設階段、施工階段還是渲染動畫展示、資產管理，所處理的對象均來自于一個模型，無需借助其他廠商工具，各專業在不同階段與位置無需重復建模。

(4)模型承載能力高：Bentley的圖形平臺擁有良好的底層架構，此外在升級到CONNECT版本后，支持Windows64位系統，大大地提高了對電腦硬件性能的利用，這使得Bentley平臺可以支持復雜龐大的模型，且相對于其他BIM相對主流的軟件，對電腦硬件的要求更低。

(5)基于Bentley解決方案的模型成果，均可發布輕量化模型——i-model，包含幾何和屬性信息，可以通過Navigator進行瀏覽查看，無需專業用軟件。可滿足于審閱、施工、數字化交付、模型展示等要求。

3 Bentley的實景建模系統

對于實景建模來說，Bentley提供的并非是一個單一獨自工作的一個軟件，而是一個工作流程以此來解決工程應用的問題。

屠呦呦從中藥青蒿中提取的倍半萜內酯藥物，說明了是通過干擾細胞表膜--線粒體，使瘧原蟲氨基酸饑餓，從而抑制蛋白合成，大量胞漿快速死亡而治療瘧疾的機理，被國際公認的獲得了諾貝爾醫學獎[2] ；陳竺發現白血病細胞分化的RIG基因，揭示了三氧化二砷（中藥砒霜）通過誘導癌細胞程序性死亡，靶向性作用于早幼粒細胞白血病的關鍵致病基因編碼蛋白質，使中藥砒霜治療白血病的原理得到了科學的證實。這種應用現代科學研究方法取得成果的范例，開啟了中草藥治病原理研究與臨床應用，步入現代醫學科學殿堂的大門。

Bentley的實景建模系統主要有如下幾個模塊。ContextCapture、Descartes、以及PointTools。

3.1 ContextCapture軟件

作為實景建模最主要的一個環節，ContextCapture可以很好的和Bentley的應用模塊集成，融入用戶的工作流程，解決用戶的問題。對于基礎設施行業，基于改造、監測、背景模型的應用需求，同時考慮到基礎設施行業廣域的背景模型精細的管道、設備模型的需求，需要一個好的、可用的模型，以滿足這些需求，以此來解決遇到的實際問題。

ContextCapture是一款可以為基礎設施行業提供“好模型”的應用模塊，體現在如下幾個方面：

(1)真實的模型

模型的真實體現在有足夠的細節和精確的地理位置信息，這為后期的基礎設施應用提供了足夠的技術細節。

(2)數據量小

基礎設施行業即有大范圍的測繪、地理規劃項目，又有區域類的建筑、工廠項目，無論哪種需求，對于模型的承載能力和數據處理能力都有很高的要求。在同等條件下，Context Capture提供的模型承載能力和數據處理能力都有很高要求。在同等條件之下，Context Capture提供的模型數據量只是同類系統約1/4的數據量。之所以能達到這樣的效果，是因為在Context Capture中對算法進行了優化，這樣的數據承載量可以降低對硬件的要求，運算的效率更高，同時結合Context Capture多任務并行處理的架構，會大大提供應用的效率。

無論輸入和輸出，Context Capture都支持多種數據格式，這就為與多種應用模塊集成提供了基礎。

3.2 Descartes軟件

Descartes可以整合不同類型的數據，Descartes使模型更加符合基礎設施行業后續的需求。包括Context Capture生成的實景模型，點云(Point Cloud)數據、BIM數字模型、地理信息數據等，并進行數據梳理；進行資料源分析處理，通過Retouch技術修復模型，并提供更詳細的地理咨訊。

3.3 PointTools軟件

PointTools是Bentley的點云數據處理模塊。PointTools可支持127個圖層，能夠提供快速、簡單的數據點選擇工具和三維篩選工具，可以根據RGB的信息對飽和度、對比度等進行調整。

3.4 LumenRT軟件

照片集的渲染工具。一款全面強大的渲染工具。它操作簡單，易學易用，效果震撼，與Bentley解決方案無縫集成，只需一鍵導入，即可將設計或施工模型置于栩栩如生的環境當中。無需借助第三方軟件或團隊，就可以做成效果逼真、表現震撼的動畫，便于方案用于溝通和審批。LumenRT的具有多方面的優勢。

4 實景建模技術在呼十項目中的應用

國道丹東至阿勒泰公路呼瑪至十八站段改擴建項目(簡稱呼十項目)為綠色公路典型示范工程，路線全長155.017 km。共設大橋4座，中橋7座，小橋11座。項目辦積極推進實景建模技術應用，輔助工程管理。

4.1 工程進度管理

LumenRT、Context Capture最強大的功能就是它的可視化功能，利用已完成的三維模型，結合渲染軟件和視頻編輯軟件等進行施工過程展示，形象逼真，可以有效的進行工程進度管理。等。另外還可以依據施工工藝及施工組織設計做模擬施工，合成施工動畫。

4.2 工程量提取(混凝土、鋼筋、土石方等)

依據已建成的三維模型(對建模精度有要求)出具工程量是LumenRT、Context Capture的優勢。不同于房屋建筑，呼十項目中構件數少，扣減規則不復雜。根據已建成的模型可以得出橋梁各構件準確工程量。根據實測地形數據及道路高程生成模型，可以統計出土石方工程量。

4.3 技術交底(模板、鋼筋、及復雜工序的技術交底)

利用三維數據模型代替傳統二維圖紙做技術交底，方便施工人員對交底技術的理解。在呼十項目中的橋臺、洞門、涵洞、邊坡支護等處需用木模板支護，預制構件間鋼筋的搭接方式及復雜結構鋼筋的布置都可以對其進行BIM建模，方便對一線工人做技術交底；其他如路基開挖、腳手架搭建、預應力施工、防水工程的技術交底。

4.4 深化設計出施工圖。

在呼十項目中，由于地質和地形的誤差會導致原設計與實際施工有一定出入，這些問題常集中在邊坡支護、橋臺錐坡、隧道洞門、涵洞、擋土墻等地方。利用BIM技術結合現場實測地形與地質做深化設計，出施工圖，工程量快速且準確。

4.5 提交竣工模型

對于使用BIM貫穿整個項目周期的工程，工程竣工時，所更新的模型，就是竣工模型。通過更新、更改模型，保證了各平面圖、直觀圖、剖面圖的一致性，省去了查驗比對一致性的這個復雜環節。而傳統的2D圖只能將平面圖，直觀圖，剖面圖逐張更改，比使用BIM的方式要慢很多。竣工模型的交付，也為甲方做后期運維管理提供了方便，發揮其潛在價值。